Introdução Objetivos Justificativa Desenvolvimento Conclusões Referências Bibliográficas

Transcrição

1

2 Introdução Objetivos Justificativa Desenvolvimento Conclusões Referências Bibliográficas

3 Sistema Misto: Denomina-se sistema misto aço-concreto aquele no qual um perfil de aço (laminado, soldado ou formado a frio) trabalha em conjunto com o concreto.

4 Viga Mista: Componente de aço simétrico em relação ao plano de flexão, sobreposto por laje de concreto, com ligação mecânica entre o perfil e a laje. Esta associação é garantida por meio da utilização de elementos metálicos denominado: conector de cisalhamento.

5 Viga Mista:

6 Conector de Cisalhamento: São elementos metálicos utilizados em vigas mistas para garantir o trabalho conjunto entre a viga de aço e a laje de concreto.

7 Conector de Cisalhamento:

8 Conector de Cisalhamento Stud Bolt :

9 Conector de Cisalhamento Stud Bolt :

10 Laje Mista Steel Deck : Laje com fôrma de aço incorporada, que na fase final, o concreto atua estruturalmente em conjunto com a fôrma de aço. A fôrma funciona como armadura de tração da laje. Na fase inicial a forma suporta isoladamente as ações permanentes e a sobrecarga de construção.

11 Laje Mista Steel Deck :

14 Discutir o comportamento e algumas recomendações construtivas; Elucidar os modelos de viga mista contemplado pela NBR- 8800:2008; Enumerar algumas das vantagens do sistema misto; Apresentar um projeto de pesquisa sobre vigas mistas; Elaborar um exemplo de cálculo de viga mista; Comparar um sistema de viga mista, com sistema convencional.

15 Pelo potencial do sistema misto; Por ser crescente a utilização do sistema misto no Brasil; Para criar um roteiro passo à passo de fácil entendimento em estruturas mistas; Para disponibilizar um conteúdo recente e atualizado com a NBR-8800:2008 sobre o sistema de viga mista.

16 Para o sistema de piso misto abaixo, verificou-se a viga V02 nas condições de interação total e interação nula, para posterior comparação dos resultados.

17

18 As hipóteses estabelecidas são: Construção não escorada; A viga de aço é contida lateralmente na fase de construção; A viga de aço atende a verificação de força cortante; Foi considerado o sistema de vigas biapoiadas.

19 Dados do materiais: Aço: MR-250 Módulo de elasticidade: E= MPa; Fy = 250 MPa; Laje com forma de aço incorporada h=145mm (h f =75mm ; capa de concreto 70mm e b f =137mm); Conector tipo pino com cabeça φ19mm, h cs = 115mm, aço f u =415 MPa; Concreto: C25 (f ck = 25 Mpa), (γ=24kn/m 3 ), E c =4760 fck = 21287MPa.

20 Perfil de Aço Isolado VS600x140: No sistema biapoiado com interação nula, a viga metálica deve resistir a todas as cargas do sistema, peso próprio, carga permanente e sobrecarga de utilização. Em resumo, a laje steel deck será somente uma carga para a viga, ou seja, não ajudará no dimensionamento do conjunto.

21 Carregamento: A hipótese estudada, leva em conta que o piso servirá de depósito de óleo lubrificante: Resumo do carregamento: Peso próprio da Laje: 300 Kg/m 2 Carga acidental: 1056 Kg/m 2

22 Carregamento: A hipótese estudada, leva em conta que o piso servirá de depósito de óleo lubrificante: Resumo do carregamento: Peso próprio da Laje: 300 Kg/m 2 Carga acidental: 1056 Kg/m 2

23 Esforços Solicitantes: Carregamento distribuído, carga permanente PP: Carregamento distribuído PP LJ01: (3.470/2)x300= Kg/m Carregamento distribuído PP LJ02: (4.085/2)x300= Kg/m Carregamento distribuído PP Perfil: 140 Kg/m Carregamento distribuído, sobrecarga de utilização SCU: Carregamento distribuído SCU LJ01: (3.470/2)x1056= 1832,16Kg/m Carregamento distribuído SCU LJ02: (4.085/2)x1056= Kg/m

24 Esforços Solicitantes: FD = [ 1, ,35.520,5 + 1,35.612,75 ] + [ 1, ,5.1832)] ~= 7687 Kg/m Momento Solicitante: Msd = (PxL 2 )/8 = (7687 x )/8 Msd =~ Kg.m = 926,6 kn.m

25 Momento Solicitante x Momento Resistente: Após realizado as verificações pertinentes conforme exigências da NBR:8800:2008, o perfil VS600x140 trata-se de uma viga compacta e possui momento resistente de 1042 kn.m (BUDZINSKI, 2013). Msd < Mrd 926,6 < 1042 (kn.m) ~89% eficiência como viga de aço isolado

26 Viga Mista Perfil VS600x140: A próxima etapa foi considerar o mesmo perfil VS600x140, no sistema misto. Nos elementos mistos, a combinação aço-concreto propicia maior rigidez à estrutura, visto que se aumenta consideravelmente a inércia da seção transversal. Pode-se considerar que a laje de concreto complementa a seção transversal, aumentando a sua inércia:

27 Viga Mista:

28 Viga Mista VS600x140: Para considerar interação total da viga de aço com a laje de concreto, ou seja, para que não haja deslocamento relativo entre os elementos, calculou-se a necessidade de utilizar 30 conectores de cisalhamento (stud bolt). A largura colaborante da mesa de concreto foi calculada em 245.5cm

29 Viga Mista VS600x140: Momento Fletor Resistente: yp = Cm Yt= M Yc= Cm Mrd = 1600 kn.m

30 Momento Solicitante x Momento Resistente: Após realizado as verificações pertinentes conforme exigências da NBR:8800:2008, o perfil VS600x140 na condição de viga mista, possui momento resistente de 1600 kn.m (BUDZINSKI, 2013). Msd < Mrd 926,6 < 1600 (kn.m) ~58% eficiência como viga mista

31 Próximo passo: Considerando esta eficiência de 58%, foi possível reduzir o perfil no sistema misto justificando a economia aço.

32 Perfil de Aço Misto VS500x97: Considerando que o momento fletor resistente para o perfil misto VS600x140 foi bem superior ao momento solicitante, foi estudado um novo cálculo para o perfil VS500x97.

33 Perfil de Aço Misto VS500x97: Considerando que o momento fletor resistente para o perfil misto VS600x140 foi bem superior ao momento solicitante, foi estudado um novo cálculo para o perfil VS500x97.

34 Momento Solicitante x Momento Resistente: Após realizado as verificações pertinentes conforme exigências da NBR:8800:2008, o perfil VS500x97 na condição de viga mista, possui momento resistente de 931 kn.m (BUDZINSKI, 2013). Msd < Mrd 926,6 < 931 (kn.m) ~99% eficiência como viga mista

35 As estruturas mistas, resultam em uma solução extremamente eficiente em sistemas estruturais de edifícios; São bastante utilizadas em diversos países. No Brasil, o emprego do sistema misto ainda é pequeno, mas está aumentando.

36 Vantagens: rapidez de execução; significativa redução no uso de fôrmas; eliminação do escoramento; redução das cargas na fundação devido ao menor volume e peso da estrutura; significativo aumento na capacidade estrutural das vigas, resultando em economia de material.

37 Restrições: Requer mão de obra especializada, (é necessário formar mais profissionais especializados, desde o projeto até a montagem final da obra); Necessidade de uso de forro suspenso por razões estéticas.

38 a combinação aço-concreto propicia maior rigidez à estrutura, visto que se aumenta consideravelmente a inércia da seção transversal. utilizando 30 conectores de cisalhamento tipo pino com cabeça (stud bolt), consegue-se para este modelo, interação completa, ou seja, não há deslocamento relativo entre a laje de concreto e a viga de aço.

39 Para a viga estudada, o perfil de aço isolado, não passou na verificação do momento fletor, portanto, seria necessário aumentar a altura do perfil para atender as solicitações de projeto. Entretanto, considerando o mesmo perfil no sistema misto, viga de aço mais laje de concreto, cumpriu-se todas as verificações. Usando o perfil VS:600x97 no sistema convencional, o consumo de aço é de 97Kgf/m. Usando perfil de aço no sistema viga mista o consumo de aço é de :

40 Usando o perfil VS:600x140 no sistema convencional, o consumo de aço é de: 140 Kgf/m de viga. Usando o perfil VS:500x97 no sistema de viga mista, o consumo de aço é de : 97 Kgf/m de viga.

41 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8681: Ações e Segurança nas estruturas. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios. Rio de Janeiro, ALVA, G.M.S. Sobre o projeto de edifícios em estrutura mista aço-concreto p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, BUDZINSKI, V.S. Estudo e dimensionamento de vigas mistas, TCC Trabalho de Conclusão de Curso UNILINS, Lins, DE NARDIM, S. Estudo teórico-experimental de pilares mistos compostos por tubos de aço preenchidos com concreto de alta resistência.1999.tese (Mestrado) Escola de Engenharia de São Carlos,Universidade de São Paulo, São Carlos, DIAS, L.A.M. Estruturas de Aço: conceitos, técnicas e linguagem. São Paulo. Zigurate Editora, FABRIZZI, M. DE A. Contribuição para o projeto e dimensionamento de edifícios de múltiplos andares com elementos estruturais mistos aço concreto.2007.tese (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, INTERNET, Pesquisa realizada site < MALITE, M.Sobre o cálculo de vigas mistas aço-concreto: ênfase em edifícios p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 1990.

42 MALITE, M. Análise do comportamento estrutural de vigas mistas aço concreto constituídas por perfis de chapa dobrada Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, São Carlos, PIGOZZO, J. C. Estudo e aplicações de barra de aço colada como conectores em lajes mistas de madeira e concreto para tabuleiros de pontes Tese (Doutorado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, PIZZO, L. M. B. F. Apostila da disciplina de estruturas mistas material didático do curso de pós graduação em engenharia de estruturas da Unilins - SP Escola de Engenharia de Lins, Universidade de Lins, Lins, QUEIROZ, G.; PIMENTA, R. J.; MARTINS, A. G. Estruturas Mistas. Vol I. Rio de Janeiro:CBCA, QUEIROZ, G.; PIMENTA, R. J.; MATA, L. A. C. Elementos das Estruturas Mistas Aço-Concreto,Belo Horizonte: Editora O Lutador, TRISTÃO, Gustavo A. Comportamento de conectores de cisalhamento em vigas mistas aço concreto com análise da resposta numérica Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo, São Carlos, 2002.

43 Consulte o trabalho completo em:

44